Sungsanpin, a Lasso Peptide from a Deep-Sea Streptomycete

Abstract

Sungsanpin (1), a new 15-amino-acid peptide, was discovered from a Streptomyces species isolated from deep-sea sediment collected off Jeju Island, Korea. The planar structure of 1 was determined by 1D and 2D NMR spectroscopy, mass spectrometry, and UV spectroscopy. The absolute configurations of the stereocenters in this compound were assigned by derivatizations of the hydrolysate of 1 with Marfey's reagents and 2,3,4,6-tetra-O-acetyl-β-d-glucopyranosyl isothiocyanate, followed by LC-MS analysis. Careful analysis of the ROESY NMR spectrum and three-dimensional structure calculations revealed that sungsanpin possesses the features of a lasso peptide: eight amino acids (-Gly(1)-Phe-Gly-Ser-Lys-Pro-Ile-Asp(8)-) that form a cyclic peptide and seven amino acids (-Ser(9)-Phe-Gly-Leu-Ser-Trp-Leu(15)) that form a tail that loops through the ring. Sungsanpin is thus the first example of a lasso peptide isolated from a marine-derived microorganism. Sungsanpin displayed inhibitory activity in a cell invasion assay with the human lung cancer cell line A549.

Natural product diversity of actinobacteria in the Atacama Desert

“…The macrocyclic ring of 16 was very resistant to fragmentation under standard or vigorous MS conditions and to different enzymatic degradation under standard conditions. 16 exhibited inhibitory activity in cell invasion assays with A549 human lung cancer cells similar to that of sungsanpin, another class II lasso peptide with closely related structural features, produced by Streptomyces strain SNJ013 recovered from deep-sea sediment collected off the Korean coast (Um et al 2013). As described above, the titre of 16 was greatly increased when S. leeuwenhoekii strain C58 was co-cultured with A. fumigatus MR2012.…”

Salternamide E from a Saltern-derived Marine ActinomyceteStreptomycessp.

“…Representatively, the first marine lasso-peptide, sungsanpin, was isolated from a deep-sea streptomycete bacterium. 6 New cytotoxic and antimicrobial cyclic peptides, ohmyungsamycins A and B, were discovered from a seashore-derived actinomycete. 7 Our LC/MS-based chemical analysis also led to the discovery of a new benzofuran glycoside and indole alkaloids from a sponge-associated Amycolatopsis sp.…”

Xanthomonine I–III: eine neue Klasse von Lassopeptiden mit einem Makrolactamring aus sieben Aminosäureresten

“…[32] Erst kürzlich wurde eine große Zahl neuer Lassopeptide identifiziert, die vor allem proteobakterieller Herkunft sind. [2,14,15,23,33] Interessanterweise weisen alle bisher bekannten Lassopeptide Makrolactamringe auf, die entweder aus acht oder neun Aminosäuren bestehen.…”

“…[14] Auffällig an den Strukturen der Xanthomonine ist, wie klein die Öffnungen der Makrolactamringe wirklich sind. Die Tatsache, dass diese Ringe aus lediglich 23 Atomen bestehen, erlaubt einen Vergleich mit der Klasse der chemisch zugänglichen [2]Rotaxane, die einige strukturelle ¾hnlichkei-ten mit den Lassopeptiden aufweisen. Interessanterweise bestehen die Makrocyclen der kleinsten bisher bekannten [2]Rotaxane aus 20 Atomen und sind somit nur wenig kleiner als die Xanthomoninringe.…”

“…Die Tatsache, dass diese Ringe aus lediglich 23 Atomen bestehen, erlaubt einen Vergleich mit der Klasse der chemisch zugänglichen [2]Rotaxane, die einige strukturelle ¾hnlichkei-ten mit den Lassopeptiden aufweisen. Interessanterweise bestehen die Makrocyclen der kleinsten bisher bekannten [2]Rotaxane aus 20 Atomen und sind somit nur wenig kleiner als die Xanthomoninringe. [38][39][40] Allerdings sind die Ringe dieser [2]Rotaxane sowie die Segmente, die von den Ringen umschlossen sind, anders als Peptidketten nur aus linearen Ketten von Atomen aufgebaut.…”